[实用新型]四象限变频器预充电电路及采煤机电气控制系统

说明书

本实用新型涉及一种四象限变频器预充电电路及采煤机电气控制系统，属于变频器技术领域，一种四象限变频器预充电电路包括整流电路、滤波电路和逆变电路，所述整流电路为IGBT构成的三相整流桥，所述逆变电路为IGBT构成的三相逆变桥，所述滤波电路设置在所述整流电路和所述逆变电路之间，所述滤波电路由两个电容组串联组成，且两个所述电容组分别并联有均压电阻；每个所述电容组包括至少一个电容；所述整流电路的两相输入侧分别接有继电器，所述继电器并联有预充电电阻。本实用新型使用直流继电器代替接触器，解决大充电电流时接触器装置体积大、成本高的问题。

技术领域

本实用新型涉及变频器技术领域，特别涉及一种四象限变频器预充电电路及采煤机电气控制系统。

背景技术

预充电电路是电压型交-直-交变频器的一个必备环节。系统上电时，中间直流环节的支撑储能母线电容的初始电压为零，高压交流电源输出的高电压与母线电容零电压之间的大压差造成上电瞬间产生巨大的涌流，容易损坏变频器电路中的IGBT、功率二极管等功率器件和熔断器等保护器件，也会降低母线电容的使用寿命。因此，在高压交流电源为变频器供电之前，需要首先对中间直流环节的支撑储能母线电容进行预充电保护，建立母线电压。

传统的预充电电路一般在主回路串联充电接触器，接触器的两端跨接一个或多个充电电阻R，实现对变频器母线电容的充电。如图1所示，三相输入电源连接变频器的输入端(R/S/T)，经过充电二极管D1变为直流电压，通过充电电阻R2给母线电解电容C1、C2充电，当母线电压到达一定值后，变频器内部开关电源(图中未画出)开始工作，变频器内部控制电路板判断充电完成后，控制接触器吸合，充电电阻R2被短路，完成充电过程。充电过程中，依靠IGBT内部的反并联二极管工作，不会控制IGBT导通。充电过程结束后，控制板控制IGBT进行调制。现有公开文献CN206432915U提供了一种能量回馈变频器的主电路，其充电回路也是采用了接触器。传统预充电电路适用于小功率段(30kW～110kW)，优点是结构简单。由于大功率变频器(160～350kW)中母线电流增加，必须选择大电流的预充电接触器，而大电流接触器体积大、重量大，因此选型困难，进而造成变频器整体尺寸大，功率密度低，不适应采煤机大功率发展趋势。

此外，现有公开文献CN107634658A提供了一种变频器控制电路，采用二极管充电，无接触器结构，且整流单元为可控硅，属于两象限应用。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述问题，提供了一种四象限变频器预充电电路及采煤机电气控制系统，体积小，功率密度高。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种四象限变频器预充电电路，包括整流电路、滤波电路和逆变电路，所述整流电路为IGBT构成的三相整流桥，所述逆变电路为IGBT构成的三相逆变桥，所述滤波电路设置在所述整流电路和所述逆变电路之间，所述滤波电路由两个电容组串联组成，且两个所述电容组分别并联有均压电阻；每个所述电容组包括至少一个电容；

所述整流电路的两相输入侧分别接有继电器，所述继电器并联有预充电电阻。

优选地，所述充电系统还包括：

整流控制回路，与所述整流电路相连，用于控制所述整流电路；

逆变控制回路，与所述逆变电路相连，用于控制所述逆变电路。

优选地，所述继电器为高压直流继电器，且所述高压直流继电器的额定电流不低于250A。

优选地，所述继电器采用磁吹灭弧方式，内部充满惰性气体，控制回路使用24V控制电源，内部具备节能装置，主回路端子不区分正负极。

优选地，所述继电器包括两个或多个并联的高压直流继电器。

优选地，所述电容为薄膜电容或电解电容。